3.4 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素学案 高一上学期生物苏教版（2019）必修第一册

高中生物必修1PAGEPAGE1影响光合作用和细胞呼吸的环境因素【学习目标】1.分析影响光合作用的环境因素。2.说明影响细胞呼吸的环境因素。3.举例说明光合作用和细胞呼吸原理的应用【学习过程】一、影响光合作用的环境因素1.光合速率:可以用单位时间单位叶面积上的____________或____________来表示。2.光照是植物进行光合作用的必要条件(1)光照强度会影响光合速率在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而相应____________；当达到某一定值后，光照强度即使继续增强，光合速率____________。(2)光质：实验表明，叶绿素a和叶绿素b在____________区和____________区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在____________区。叶绿体中的色素不吸收或很少吸收____________。3.CO2是光合作用的原料之一，在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而__________，在CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率___________。4.温度对光合作用中____________的影响很大，因而对光合速率也有明显的影响。5.土壤中的水分含量和无机盐的种类也会影响光合速率(1)水是光合作用的原料之一，水分能直接影响植物的光合速率。(2)充足的氮素供应可以促进_________的增大和__________的增多，增加___________，间接地影响植物的光合速率。(3)镁是____________的组成成分，适时补充镁元素可以促进____________的合成，从而影响光合速率。二、影响细胞呼吸的环境因素1.呼吸速率是植物细胞代谢强弱的一个重要指标，常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所____________或____________的量来表示。2.温度对细胞呼吸主要影响了与细胞呼吸有关的____________。3.氧是细胞进行有氧呼吸的必要条件(1)在氧浓度较低的范围内,植物的呼吸(有氧呼吸)速率随氧浓度的增加而____________，但增至一定程度时，呼吸速率____________了。(2)在缺氧条件下，植物可短暂地进行____________呼吸，积累的不完全氧化产物会对细胞产生毒害。(3)苹果细胞无氧呼吸会积累过多____________，结果细胞受到毒害而死亡。同样，动物在剧烈运动时会因无氧呼吸积累过多的____________，从而出现肌肉酸痛。4.二氧化碳是细胞呼吸的最终产物(1)空气中二氧化碳的体积分数约为0.033%。当二氧化碳体积分数高于5%时，细胞呼吸明显受到____________。(2)在土壤中，根系土壤微生物的细胞呼吸会产生大量的二氧化碳，当土壤板结、深层通气不良时，积累的二氧化碳体积分数可达4%~10%甚至更高。此时若不及时中耕松土，根部细胞的____________呼吸会严重受阻。(3)一些植物(如豆科植物)种子由于种皮的限制，细胞呼吸产生的二氧化碳难以被释放出来，种皮内积聚较高浓度的二氧化碳会____细胞呼吸，导致种子进入_________状态。5.植物组织的含水量与呼吸速率也有密切关系。在一定范围内，细胞呼吸速率随组织含水量的增加而____________。干燥种子的细胞呼吸速率____________，而当种子吸水后，细胞呼吸速率迅速____________。6.植物种类的不同以及同一植物的不同组织器官，也能影响植物细胞的呼吸速率。(1)不同种类的植物呼吸速率不同。一般来说，旱生植物生长缓慢，细胞呼吸速率比水生植物________；阴生植物所处的地方光照强度较弱，细胞呼吸速率比阳生植物__________。(2)同一种植物在不同的生长发育时期，细胞呼吸速率有所不同。一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期，细胞呼吸速率____________。同一种植物的不同器官，细胞呼吸速率也有所不同，一般生殖器官比营养器官的细胞呼吸速率___________，幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率____________。三、光合作用和细胞呼吸原理的应用1.增加____________、延长____________等可以充分利用光能。2.适当增强细胞呼吸可以促进作物的生长发育。(1)在水稻生产中，适时采取露田和晒田等措施，就是为了改善土壤通气条件，以________根系的细胞呼吸。(2)____________也有利于作物的细胞呼吸和光合作用。作物种植过密，在高温和光照不足的情况下，细胞呼吸消耗过大，光合作用产物被较多地分解，因而净光合速率降低，产量受到影响。3.在储藏果蔬时，一般采用适当____________温度或氧浓度的方法，____________细胞呼吸，以____________有机物的消耗。4.在储藏粮食时，通过________粮仓的湿度，使储存的种子保持干燥，以____________细胞呼吸，延长保存期限。【课堂检测】如图表示在一定的光照强度和温度下，植物光合作用增长速率随CO2浓度变化的情况，下列有关说法错误的是（）A．与D点相比，C点时细胞内[H]的含量较高B．与A点相比，B点时细胞内的C5含量较低C．图中C点时光合作用速率达到最大值D．图中D点以后限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度2.某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析错误的是（）A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C．实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D．持续严重干旱，对植物的光反应和暗反应均有可能产生影响3.下列关于提高农作物产量的措施中，不合理的是（）A．蔬菜大棚采用蓝紫色的薄膜，有利于提高农作物光合效率B．施用农家肥有利于土壤微生物的代谢，可为农作物提供更多的CO2C．维持蔬菜大棚中适当的昼夜温差，可减少有机物消耗，提高产量D．蔬菜大棚种植蔬菜时，为了提高产量可适当补充红光或蓝紫光4.向盛有5%葡萄糖溶液的锥形瓶中加入适量酵母菌，在不同氧气浓度条件下测得相同时间内酵母菌产生的酒精和CO2的量如图所示，据图分析不合理的是（）A．氧浓度为a时，酵母菌细胞呼吸合成ATP的场所只有细胞质基质B．氧浓度为b时，丙酮酸中的碳元素可在线粒体基质转移到CO2和酒精中C．氧浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸消耗的1/2D．氧浓度为d时，细胞呼吸产生的NADH在线粒体内膜上与氧气结合生成水5.下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（）A．无氧、干燥环境细胞呼吸最弱，有利于果蔬储藏B．剧烈运动过程中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量C．酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，但产生CO2的场所不同D．包扎伤口选用透气性好的“创可贴”，主要是为保证人体细胞的有氧呼吸

参考答案【学习过程】一、1.CO2固定量O2释放量2.(1)增加也不再增加(2)蓝光红光蓝光绿光3.增加不再增加4.酶活性5.(2)叶面积叶数量光照面积(3)叶绿素叶绿素二、1.吸收O2释放CO22.酶的活性3.(1)升高不再升高(2)无氧(3)酒精乳酸4.(1)抑制(2)有氧(3)抑制休眠5.增高很低增高。6.(1)低低(2)增高高高三、1.光照面积光照时间2.(1)增强(2)合理密植3.降低抑制减少4.降低抑制【课堂检测】1.【答案】C【解析】A、与D点相比，C点时细胞内CO2含量少，CO2固定产生的C3少，需要的[H]少，因此积累【H】的含量较高，A正确；B、与A点相比，B点时细胞内的CO2含量多，CO2固定消耗的C5多，因此积累的C5含量较低，B正确；C、图中纵轴代表光合作用增长率，D点之前光合速率一直在增长，因此D点光合速率最大，C错误；D、横坐标表示二氧化碳浓度，D点时光合速率不再随着二氧化碳浓度的升高而加快，说明D点时二氧化碳不再是限制因素，此时限制光合作用速率的主要环境因素是光强和温度，D正确。故选：C。2.【答案】C【解析】A、甲中可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，A正确；B、比较图甲和乙，图甲中光合速率在第2天就开始下降，而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B正确；C、图乙中，实验2-4天中叶片叶绿素含量并没有下降，但甲图中光合速率已经下降，C错误；D、持续严重干旱，植物的叶绿素含量下降，对植物的光反应有直接影响，干旱还会导致气孔关闭，叶片中CO2浓度下降，进而引起暗反应下降，D正确。故选：C。3.【答案】A【解析】A、光合色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光，所以采用蓝紫色的薄膜不仅不能提高光合速率，反而降低光合速率，A错误；B、施用农家肥有利于土壤微生物的代谢，可为农作物提供更多的CO2，B正确；C、维持蔬菜大棚中适当的昼夜温差，可减少有机物消耗，提高产量，C正确；D、蔬菜大棚种植蔬菜时，为了提高产量可适当补充红光或蓝紫光，D正确。故选：A。4.【答案】B【解析】A、氧浓度为a时，酒精量和二氧化碳量一样，酵母菌只进行无氧呼吸，酵母菌细胞呼吸合成ATP的场所只有细胞质基质，A正确；B、氧浓度为b时，酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，丙酮酸中的碳元素可在线粒体基质转移到CO2中，也可在细胞质基质转移到CO2和酒精中，B错误；C、当氧浓度为c时，酒精的产生量为6，说明无氧呼吸产生二氧化碳的量为6，则有氧呼吸产生二氧化碳的量为15-6=9，根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以计算，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别为1.5、3，因此氧浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸消耗的1/2，C正确；D、氧浓度为d时，酒精量为0，表面酵母菌只进行有氧呼吸，因此细胞呼吸产生的NADH在线粒体内膜上